
Рассмотрены случаи стандартной (параболической) дисперсии и линейной дисперсии безмассовых дираковских электронов. При отсутствии столкновений свободные электроны могут поглощать электро-магнитную волну, только если поле ее пространственно неоднородно. Обычно это происходит в 2Д газе, расположенном вблизи периодической системы электродов (grating structure), которая модулирует электрическое поле волны. Другая возможность состоит в возбуждении 2Д электронного газа поверхностной акустичкой волной (как правило, через пьезоэлектрическую связь). Модулированное высокочастотное электрическое поле может поглощаться либо при возбуждении плазменных колебаний, либо по механизму затухания Ландау, когда энергия волны расходуется на ускорение частиц плазмы. Первый процесс резонансный, его вклад в коэффициент поглощения описывается узким пиком на плазменной частоте, соответствующей импульсу плазмона, определяемому периодом модулирующей структуры. Второй вклад в поглощение относится к более низкой по частоте области, в которой плазмон не существует как «хорошая» квазичастица, и имеет вид широкого крыла, простирающегося в шкале частот от нуля до величины kVF, где k - импульс плазмона, VF - фермиевская скорость частиц. Такая ситуация характерна для 2Д и 3Д случаев, в которых можно вычислять вклад затухания Ландау в поглощение в рамках классической теории, если k << mVF (m - масса электрона). Квантовые поправки существенны лишь в узкой окрестности предельной частоты kVF.
Показано, что одномерная система является исключением, поскольку весь вклад в затухание Ландау сосредоточен как раз вблизи предельной частоты и полностью определяется квантовыми поправками. В случае одномерных безмасовых частиц затухание Ландау вообще отсутствует вплоть до импульса модулированного поля равного фермиевскому импульсу электронов. Таким образом, качественное отличие одномерной ленты графена и краевых состояний двумерного топологического изолятора состоит в том, что при импульсах внешнего поля меньших фермиевского поглощение исчерпывается плазмонным резонансом, тогда как электронов с параболической дисперсией при любом k имеется вклад от затухания Ландау.